El hierro es esencial para el funcionamiento de las células. pero el exceso de hierro puede dañar las células. Respectivamente, las células tienen mecanismos moleculares sofisticados para detectar y ajustar constantemente los niveles de hierro. Los trastornos del metabolismo celular del hierro afectan, según algunas estimaciones, más de un tercio de la población mundial. Además de trastornos conocidos como la anemia, causado por niveles generales insuficientes de hierro en el cuerpo humano, La deficiencia de hierro puede afectar la función cerebral en los jóvenes y reducir la fuerza muscular en los adultos. El hierro puede estar desregulado a nivel de células individuales en trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson, y el metabolismo desordenado del hierro contribuye a condiciones congénitas como la ataxia de Friedrich.
Investigadores del departamento de Ciencias de la Nutrición de la Universidad de Wisconsin han descubierto una nueva conexión en la red de controles y equilibrios subyacentes a la regulación del hierro celular. La investigación se publicará en la edición del 22 de septiembre de la Revista de química biológica .
Cuando los niveles de hierro en las células humanas y de otros mamíferos son bajos, proteínas reguladoras de hierro, o IRP, entrar en acción. Los IRP evitan que el hierro que ingresa a las células se almacene incorrectamente, permitiendo que la célula use hierro para producir proteínas esenciales que contienen hierro. Cuando hay exceso de hierro, Los IRP están inactivos, lo que lleva a un mayor almacenamiento de hierro, lo que reduce su toxicidad potencial y lo reserva para cuando se reduce la disponibilidad de hierro. Demasiada o muy poca actividad de IRP puede ser peligrosa para las células.
El grupo de investigación de Richard Eisenstein en la Universidad de Wisconsin estudia qué controla la actividad de los PIR. Por décadas, Se ha pensado que el método principal por el cual se inactiva el IRP-1 involucra compuestos esenciales llamados grupos de hierro y azufre. Cuando hay suficiente hierro en la celda, un grupo de hierro-azufre se inserta en IRP-1, inactivándolo. Por lo tanto, la activación o supresión de IRP-1 está directamente relacionada con la cantidad de hierro disponible en la célula para producir agrupaciones de hierro-azufre.
Sin embargo, había alguna evidencia de otro método por el cual IRP-1 podía detenerse cuando no era necesario:a saber, que una proteína llamada FBXL5 podría agregar etiquetas moleculares a IRP-1 para decirle a la célula que degrade la proteína por completo.
"La idea de que IRP1 también está regulada por la degradación de proteínas fue controvertida cuando otros la descubrieron por primera vez, ", Dijo Eisenstein." Existe la creencia de que el IRP1 estaba realmente regulado por este mecanismo de racimo de hierro-azufre, y que el mecanismo de degradación de las proteínas no era tan importante ".
Para probar si este fue el caso, El equipo de Eisenstein realizó experimentos en los que suprimieron la producción de racimos de hierro y azufre. Incluso cuando se redujo la producción de racimos de hierro-azufre, La actividad de IRP-1 aún podría suprimirse. El equipo confirmó que esto se debía a la actividad de FBXL5. Esto apoyó la idea de que la degradación de proteínas era un mecanismo de respaldo que reducía la acción de IRP-1 en células con alto contenido de hierro.
Los resultados tienen implicaciones para comprender cómo se siente el hierro, utilizado y regulado en diferentes tejidos. Los diferentes tejidos tienen diferentes niveles de oxígeno, pero el sistema de producción de grupos de hierro-azufre funciona mejor con bajo nivel de oxígeno, mientras que FBXL5 funciona mejor con alto nivel de oxígeno. Por lo tanto, estos dos sistemas pueden compensar el hecho de tomar la iniciativa en el control de IRP-1 en diferentes partes del cuerpo. Debido a que los grupos de hierro-azufre y FBXL5 desempeñan diferentes funciones importantes en el crecimiento celular, este equilibrio entre estas funciones podría ayudar a diferentes tipos de células a controlar cómo utilizan el hierro.
"Las enfermedades del metabolismo del hierro causadas por la dieta o por alteraciones genéticas son problemas importantes de salud pública, ", Dijo Eisenstein." Para combatir estas enfermedades y desarrollar tratamientos efectivos para quienes las padecen, es esencial comprender las vías de detección y regulación del hierro ".
